B. Franc, M. Šturlan, I. Uglešić

Fakultet elektrotehnike i računarstva

Sveučilište u Zagrebu

I. Goran Kuliš

Končar – Inženjering za energetiku i transport d.d.

Zagreb

16. konferencija Hrvatske udruge Oracle korisnika

Rovinj, 18. – 22. listopada 2011.

PROGRAMSKA PODRŠKA

SUSTAVA ZA LOCIRANJE MUNJA

U HRVATSKOJ

Sustavi za lociranje munja

• Detekcija atmosferskih pražnjenja

• OdreĎivanje lokacije atmosferskih

pražnjenja

• OdreĎivanje tipa i amplitude struje

atmosferskih pražnjenja

• Mreža senzora i centralna jedinica

• Nacionalni i internacionalni sustavi

• EUCLID – povezivanje različitih

nacionalnih sustava

• LINET – homogeni sustav

2

Položaj senzora za lociranje munja

• Više od 125 senzora

diljem Europe

• Senzori u Hrvatskoj:

• Rijeka (od 21.11.2008.)

• Split (od 23.11.2008.)

• Dubrovnik (od 26.11.2008.)

• Zagreb (od 27.4.2009.)

• Zadar (od 20.11.2009.)

• otok Korčula (od 30.4.2010.)

3

Princip rada sustava za lociranje munja

VNF/NF frekvencijski opseg za

detekciju atmosferskih pražnjenja

TOA (Time-Of-Arrival) metoda

za određivanje lokacije

atmosferskih pražnjenja

Dva ortogonalna senzorska kruga

mjere magnetsku indukciju kao

vremensku funkciju u frekvencijskom

rasponu (1 kHz – 200 kHz)

LINET 3D algoritam za određivanje

lokacija atmosferskih pražnjenja

Atmosfersko pražnjenje ili udar munje

Tok podataka:

senzori -> Linet centar -> korisnici

4

Konstrukcija senzora za lociranje munja

DAQ kartica za

prikupljanje podataka

i prilagođavanje

signala (pojačavanje,

filtriranje i AD

pretvorba signala,

obrada podataka)

Program za obradu podataka/

komunikaciju

GPS antena

Antene za

mjerenje polja

GPS kartica za mjerenje

vremena

Internetska veza

sa središnjim

sustavom LINET

Računalo

Lo

gin

Ob

rađ

en

i po

da

ci

Korisnici

` `

Nowcast

(LINET) server

Neobrađeni

podaci

Senzorska

stanica

• Svi senzori jednake izvedbe – homogena mreža

• Dva ortogonalna bakrena prstena, GPS prijemnik, A/D pretvornik,

senzorsko računalo (x86)

• Senzori registriraju magnetsku indukciju (Bx(t), By(t))

• GPS pozicioniranje i vremenska sinkronizacija jedinica

5

Podaci sustava za lociranje munja

• Podaci o atmosferskim pražnjenjima su: – zemljopisna širina i dužina (GPS koordinate)

– datum i vrijeme pražnjenja (UTC)

– tip pražnjenja (oblak-oblak, oblak-zemlja)

– visina (za pražnjenja tipa oblak-oblak)

– amplituda struje pražnjenja (rezolucija 0.1 kA)

– statistička greška u odreĎivanju lokacije pražnjenja (m)

GPS VRIJEME TIP VISINA STRUJA GREŠKA

15.8932 45.7170 29.4.2009 18:57:05.5952183 OZ - -15 kA 41 m

15.8920 45.7036 29.4.2009 19:07:32.7712689 OZ - -5.2 kA 56 m

15.8508 45.7407 29.4.2009 18:50:47.1437623 OZ - 72.2 kA 53 m

15.8214 45.7566 29.4.2009 18:50:47.1127271 OO 3600 (m) -5.5 kA 52 m

15.8647 45.7595 29.4.2009 19:07:01.6730042 OO 4100 (m) 4.7 kA 69 m

15.8117 45.7558 29.4.2009 18:49:09.4577769 OO 5900 (m) -10.7 kA 81 m

statistička pogreška + sistemska pogreška = ukupna pogreška

6

Hrvatski elektroenergetski prijenosni sustav

400 kV 220 kV 110 kV

Trafostanice 5 6 101

Dalekovodi 1159 km 1145 km ≈4600 km

• Primjene u elektroenergetskom

sustavu:

– u korelaciji ispada i kvarova u

mreži s pojavama munja

– u uspostavljanju, voĎenju i

nadzoru elektroenergetskog

sustava

– u davanju posadama

upozorenja o nailasku munja

– u izboru trasa nadzemnih

vodova i načina njihove zaštite

od munja

7

Oracle 11gR2

WCF

usluge

Web preglednici

AutoDesk MapGuide

webGIS poslužitelj

IIS Web

poslužitelj

Sloj klijenata

Prezentacijski sloj

Sloj usluga i poslovne

logike

Sloj baze podataka

Vanjski sustavi

WCF

ugovori (contracts)

Arhitektura sustava

• Uslužno orijentirana

• Četveroslojna

Oracle

Spatial

Prostorna

korelacija

GIS

vizualizacija

8

Web korisničko sučelje

• Praćenje grmljavine u stvarnom vremenu

• Pretraga pohranjenih podataka

• Karte gustoće i statističke karte

9

13.8.2010.

00h – 24h * 1h period

Detektirano 526 757

atmosferskih pražnjenja

10

Korelacija s podacima drugih sustava

11

Grmljavina oko 220kV dalekovoda Konjsko-Orlovac

4.5.2009. 15:20h – 17:20h * 10 min interval

1. Udar munje u alarm zonu dalekovoda

2. OdreĎivanje (minimalne) udaljenosti točke udara od linije voda

3. Projekcija udara na liniju dalekovoda

4. Izračun udaljenosti točke od početka dalekovoda

Prostorna korelacija

13

red

. b

r. d

og

ađ

aja

datu

m d

og

ađ

aja

vri

jem

e isp

ad

a

sig

nalizacija z

ašti

te

au

tom

ats

ki p

on

ovn

i u

klo

p

vrs

ta K

S-a

pre

dp

osta

vljen

i u

zro

k

kvara

kan

did

at

za k

ore

laciju

Pra

žn

jen

je u

viš

estr

oko

m

ud

aru

mu

nje

Seku

nd

a

Fra

kcija s

eku

nd

e

Tip

ud

ara

Str

uja

(kA

)

Gre

ška d

ete

kcije (

m)

Lo

ng

itu

de

Lati

tud

e

Ud

aljen

ost

ud

ara

od

lin

ije

vo

da (

meta

ra)

Ud

aljen

ost

od

po

četk

a v

od

a

(meta

ra o

d H

E O

rlo

vac)

1 04.05.09. 16:26 Distantna zaštita L3 1APU+ 1fKS grmljavina 1 1 12 8821290 CG- -25 40 16.7177 43.6103 292 10397

1 04.05.09. 16:26 Distantna zaštita L3 1APU+ 1fKS grmljavina 1 2 12 8970930 CG- -11.9 50 16.7288 43.6151 540 9384

1 3 12 9550230 CG- -15.7 40 16.7297 43.6027 800 9720

2 1 12 9216170 CG- -14.7 40 16.6969 43.6126 130 12310

2 2 13 0152800 CG- -12 50 16.6908 43.6226 1037 13140

2 3 13 0996280 CG- -9.2 60 16.6891 43.6224 972 13262

2 4 13 1785660 CG- -17.9 40 16.6911 43.6209 866 13056

3 1 56 8094750 CG- -38.9 60 16.7242 43.6112 234 9866

3 2 56 8322990 CG- -25.5 40 16.7205 43.6099 183 10194

3 3 57 1222880 CG- -9.8 60 16.7203 43.6102 220 10200

2 27.06.09. 13:11 Distantna zaštita L2, L3 DEF 2fKS grmljavina

2 27.06.09. 13:11 Distantna zaštita L2, L3 DEF 2fKS grmljavina

3 04.08.09. 01:32 Distantna zaštita L1 DEF 1fKS grmljavina 1 1 21 8552560 CG- -20.9 50 16.7213 43.609 69 10162

1 2 21 9156610 CG- -17.1 50 16.7203 43.6114 347 10160

1 3 21 9910410 CG- -14.4 50 16.7328 43.6056 179 9157

2 1 43 0493740 CG- -21.9 50 16.728 43.6056 451 9756

4 04.08.09. 01:40 Distantna zaštita L3 1APU+ grmljavina 1 1 27 5219680 CG- -17.7 50 16.731 43.6007 1043 9685

1 2 27 5746750 CG- -11.2 50 16.7314 43.6012 999 9638

1 3 27 6773370 CG- -16.1 40 16.7315 43.6013 991 9627

5 09.08.09. 15:45 Distantna zaštita DEF grmljavina 1 1 29 9244330 CG- -8.9 50 16.7074 43.6106 176 11435

6 10.09.09. 16:11 Distantna zaštita L1 1APU+ 1fKS grmljavina 1 1 26 2264310 CG+ 42.5 49 16.5239 43.5962 294 26878

Za navedeni period nema registriranih atmosferskih pražnjenja.

SCADA (TS Konjsko) LLS GIS

Za navedeni period nema registriranih atmosferskih pražnjenja.

Korelacija udara s događajima na dalekovodu Konjsko-Orlovac

14

Statističke karte i karte gustoće atmosferskih pražnjenja

Statistike po tipu i polu: • Broj grmljavinskih dana

• Broj munja

• Srednja vrijednost amplitude

struje

• Medijan vrijednost amplitude

struje

• Najveća vrijednost amplitude

struje

• Srednja greška lociranja

• Medijan greške lociranja

• Gustoća udara munja

• Distribucija amplitude struje

• Distribucija greške lociranja

godinakmudaratA

nNg // 2

N – broj udara

A – površina područja

T – vrijeme u godinama 15

Oracle Spatial

• Korištenjem Oracle Spatial funkcija omogućeno je

izvoĎenje prostornih analiza i korelacija izmeĎu

podataka o udarima munja i objekata na tlu u stvarnom

vremenu

• Mogućnost izvršavanja statističkih i prostornih proračuna

nad velikom količinom prostornih podataka u kratkom

vremenu bez potrebe za dodatnim alatima i migracijom

podataka

• Mogućnost vizualizacije GIS podataka u stvarnom

vremenu povezivanjem s AutoDesk MapGuide webGIS

rješenjem

16

Primjene sustava u ekonomiji

• Primjer primjene podataka sustava za lociranje munja u

voĎenju, zaštiti i projektiranju elektroenergetskih sustava

• Daljnje primjene u:

– telekomunikacijskim mrežama

– radiokomunikacijskim mrežama

– mrežama naftovoda i plinovoda

– meteorologiji

– osiguravajućim društvima

– željezničkom, zračnom, cestovnom i pomorskom prometu

– zaštiti od požara

17

16. konferencija Hrvatske udruge Oracle korisnika

Rovinj, 18. – 22. listopada 2011.

B. Franc, M. Šturlan, I. Uglešić

Fakultet elektrotehnike i računarstva

Sveučilište u Zagrebu

I. Goran Kuliš

Končar – Inženjering za energetiku i

transport d.d.

Zagreb

PROGRAMSKA PODRŠKA SUSTAVA

ZA LOCIRANJE MUNJA U HRVATSKOJ